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世界上发现的第一只荧光青蛙
发表日期: 2017-03-27 作者: Carlos Taboada等 文章来源:《美国国家科学院院刊》
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在正常光线下,南美圆点树蛙绿色,黄色和红色组成的调色板。但在昏暗的灯光下,打开紫外线照明,这种两栖类的小动物会发出了明亮的蓝绿色荧光。

所谓荧光反应是指能吸收短波长光,然后在更长波长处发射出来,这在陆生动物中非常罕见,在最新发现公布之前,这对于两栖动物来说甚至是闻所未闻。来自阿根廷国家科学与技术研究委员会(CONICET)的一组研究人员最近报道发现了南美圆点树蛙的特殊之处,而且它们的荧光分子也与在其它动物中发现的荧光分子完全不同。这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。

由于荧光反应需要光吸收,因此不会在完全黑暗中发生,这与生物发光不同,后者是指生物机体通过化学反应发生自身产生的光,许多海洋生物能发出荧光,包括珊瑚,鱼,鲨鱼和一种海龟()。在陆地上,以前只知道在鹦鹉和一些蝎子有荧光,而且科学家们也不清楚为何这些动物会有这种能力,部分解释可能是用于沟通,伪装和伴侣吸引。

研究人员最开始认为这些青蛙中可能可以发出红色荧光,因为它们含有称为胆绿素(biliverdin)的色素。通常来说,胆绿素能将两栖类动物的组织和骨头变成绿色,不过阿根廷布宜诺斯艾利斯大学的对于某些昆虫来说,绑定到胆绿素的蛋白质会发出微弱的红色荧光,但在南美圆点树蛙这里,情况又不一样。

令人印象深刻的青蛙

Taboada和他的同事对阿根廷Santa Fe附近收集的南美圆点树蛙进行训练时,惊讶地发现这种动物能发出强烈的蓝绿色荧光,而不是微弱的红色荧光。 “我们简直不能相信,”文章的另外一位作者,Julián Faivovich说,她是布宜诺斯艾利斯大学的一名爬虫学家。

研究人员发现在南美圆点树蛙的淋巴组织,皮肤和腺分泌物中有三种分子:环状结构和烃链,这在已知的动物荧光分子中从未发现过。文章的另外一位作者,巴西圣保罗大学Norberto Peporine Lopes表示,最相似分子只存在于植物中。

新发现的这种荧光分子能发出令人惊讶的大量荧光,大约为满月可见光的18%,这足以令其“亲属”青蛙看见了,南美圆点树蛙几乎没有什么视觉系统或光感受器,因此Taboada接下来计划研究这些荧光系统,看看这些青蛙是否可以看到自己的荧光。

“我认为这是一项令人兴奋的成果,”纽约城市大学Baruch学院的海洋生物学家说,他们曾在2015年发现了海龟的荧光,“这也提出了更多的问题”,包括荧光的生态和行为功能。

此外,Faivovich则想要其它250种半透明皮肤的树蛙中寻找荧光,他希望他不是唯一的一个科学家:“我真的希望其他同事能对这种现象感兴趣”。(来源:生物通  张迪)

 

Naturally occurring fluorescence in frogs

 

Abstract  Fluorescence, the absorption of short-wavelength electromagnetic radiation reemitted at longer wavelengths, has been suggested to play several biological roles in metazoans. This phenomenon is uncommon in tetrapods, being restricted mostly to parrots and marine turtles. We report fluorescence in amphibians, in the tree frog Hypsiboas punctatus, showing that fluorescence in living frogs is produced by a combination of lymph and glandular emission, with pigmentary cell filtering in the skin. The chemical origin of fluorescence was traced to a class of fluorescent compounds derived from dihydroisoquinolinone, here named hyloins. We show that fluorescence contributes 18−29% of the total emerging light under twilight and nocturnal scenarios, largely enhancing brightness of the individuals and matching the sensitivity of night vision in amphibians. These results introduce an unprecedented source of pigmentation in amphibians and highlight the potential relevance of fluorescence in visual perception in terrestrial environments.

 

原文链接:http://www.pnas.org/content/early/2017/03/07/1701053114.full.pdf

 


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